看看華為打敗高通的Polar Code（極化碼）

美國當地時間11月17日凌晨0點45分，在剛剛結束的3GPP RAN1 87次會議的5G短碼方案討論中，中國華為公司主推的Polar Code（極化碼）方案，從美國主推LDPC，法國主推Turbo2.0兩大競爭對手中脫穎而出，成為5G控制信道eMBB場景編碼方案。

這是華為的勝利，也代表著中國在科技界的一次「反壟斷、反圍剿」的勝利！那麼Polar Code（極化碼）究竟是什麼呢？

極化碼是由土耳其畢爾肯大學（bilkent）Erdal Arikan教授於2008年首次提出，其論文從理論上第一次嚴格證明了在二進位輸入對稱離散無記憶信道下，極化碼可以「達到」香農容量，並且有著低的編碼和解碼複雜度。

從某種意義上說，極化碼「理論上」解決了近60年來資訊理論和編碼領域一直想要解決的問題。

目前，極化碼是唯一可理論證明達到香農極限，並且具有可實用的線性複雜度編解碼能力的信道編碼技術。

極化碼構造的核心是通過「信道極化」的處理，在編碼側，採用編碼的方法使各個子信道呈現出不同的可靠性，當碼長持續增加時，一部分信道將趨向於容量接近於1的完美信道（無誤碼），另一部分信道趨向於容量接近於0的純噪聲信道，選擇在容量接近於1的信道上直接傳輸信息以逼近信道容量。

在解碼側，極化後的信道可用簡單的逐次干擾抵消解碼的方法，以較低的實現複雜度獲得與最大自然解碼相近的性能。

早在3GPP討論前，Polar Code（極化碼）便在中國IMT-2020 (5G)推進組5G第一階段外場測試中進行了測試，包括靜止和移動場景的性能。

測試結果顯示，通過極化編碼的使用和解碼算法的動態選擇，同時實現了短包（大連接物聯網場景）和長包（高速移動場景，如自動駕駛等低時延要求）場景中穩定的性能增益，使現有的蜂窩網絡的頻譜效率提升10%，還與毫米波結合達到27Gbps的速率，實測結果證明極化碼可以同時滿足ITU的超高速率、低時延、大連接的移動網際網路和物聯網三大類應用場景需求。

更值得注意的是LDPC碼由於提出時間最早，其相關的專利已紛紛到期或接近到期，而極化碼最為年輕，它的相關專利更是華為一枝獨秀。

LDPC Code和Polar Code都是當今5G備選技術里炙手可熱的信道編碼技術，也是當今資訊理論領域最閃亮的珍珠。

對於控制信道，由於不使用HARQ避免了時延大的問題，性能優越Polar碼戰勝了LDPC和TBCC，最終成為控制信道上行和下行的編碼方案。

而數據信道的上行和下行短碼方案則依然花落LDPC碼（美國主導）。

Polar碼勝利標誌著中國通信標準從追隨、持平到引領的跨越

現在，中國華為公司主導的Polar碼最終打破了這個天花板，這既是中國在基礎通信領域多年精心研究的回報，也是中國在通信技術領域綜合實力不斷提升的寫照。

一切成果的取得都不會一帆風順，Polar碼面對著以美國為首LDPC陣營的強大競爭，長碼由於高通方案的必要專利全部過期，所以最後得道普遍支持，華為的長碼方案討論時幾票之差惜敗。

而在短碼的爭奪中，進一步優化的Polar碼王者歸來，贏得了控制信道短碼的勝利。

TD-SCDMA是中國通信技術第一次跟上了世界的腳步。

而TD-LTE技術的發展，中國通信技術第一次成為了世界的主流技術之一，但其中的核心長碼編碼Turbo碼和短碼咬尾卷積碼，卻不是中國原創的技術。

Polar碼的勝利標誌著中國通信標準從追隨、持平到引領的跨越，也祝願在5G研究上中國以及中國的公司能取得一個又一個新的成績！